显示装置的制作方法

专利名称：显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有栅极驱动电路的显示装置，更具体地讲，涉及一种 具有改善的驱动能力并且即使在延长使用期后仍保持可靠性的栅极驱动电 路、 一种具有该栅极驱动电路的显示装置。
背景技术：
随着现代社会迅速地朝着信息化社会改变，市场对更加轻薄的面板显示 器的需求增加。诸如阴极射线管(CRT)的传统显示装置并不适于这种需求。 因此，诸如等离子体显示面板(PDP)装置、等离子体寻址液晶显示面板 (PALC)装置、液晶显示(LCD)装置和有机发光二极管(OLED)装置的 平板显示(FDP)装置正在急剧增多。具体地讲，对具有诸如增强的画面品 质、减轻的重量和纤薄轮廓的优良特性和优点的显示装置的需求正在急剧增 加。
通常，显示装置包括其上布置有薄膜晶体管(TFT)的下基底、与下基 底相对的上基底及置于下基底和上基底之间的液晶材料的层，并通过调整施 加到液晶层的电场的强度来显示图像。显示装置包括用来驱动显示面板的栅 极驱动电路和向显示面板输出图像信号的数据驱动电路。
用于显示装置的显示面板的栅极驱动电路可以包括栅4及驱动集成电路 (IC)。可以以载带封装(TCP)或薄膜覆晶(COG)的形式安装栅极驱动IC。 栅极驱动电路可以直接形成在显示面板中。在装置的制造成本、大小或设计 方面，正在尝试各种有利的方法。例如，可以直接在非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)的显示面板上形成用于产生栅极信号的传统栅极驱动电路，以代替栅 极驱动IC的^f吏用。

发明内容
根据本发明在此已经确定的是，在显示面板上直接安装^^极驱动器的尝 试可以影响空间局限性。因此，本发明提供了一种具有这样的栅极驱动器的 显示装置，即，该栅极驱动器即使在延长使用之后仍能够确保可靠性，而没 有降低驱动能力，同时栅极驱动器占据较小的面积。
本发明还提供了一种具有这样的栅极驱动电路的显示装置，即，该栅极 驱动电路具有改善的驱动能力并且即使在延长使用期后仍保持可靠性。
本发明的上述和其它特征和优点将在以下对示例性实施例的描述中进行 描述，或者通过以下对示例性实施例的描述将变得清楚。
根据本发明的示例性实施例，提供了 一种包括移位寄存器的栅极驱动电
路，移位寄存器具有彼此级联的多个级，所述多个级中的每个级包括上拉
单元，响应于第一结点的信号输出第一时钟信号作为栅极信号，其中，向所
述第一结点施加第一输入信号；下拉单元，如果输入第二输入信号，则下拉 单元将栅极信号放电到栅极截止电压的电平；放电单元，响应于第二输入信 号将第一结点的信号放电到栅极截止电压的电平；保持单元，响应于第一时 钟信号将第一结点的信号保持在被放电到栅极截止电压的电平的栅极信号的 电平，其中，放电单元和保持单元中的至少一个包括彼此并联连接的非晶硅 薄膜晶体管(TFT )和多晶硅TFT。
根据本发明的其它示例性实施例，提供了 一种包括移位寄存器的栅极驱 动电路，移位寄存器具有彼此级联的多个级，所述多个级中的每个级包括 上拉单元，响应于第一结点的信号输出第一时钟信号作为栅极信号，其中， 向所述第一结点施加第一输入信号；下拉单元，如果输入第二输入信号，则 下拉单元将栅极信号放电到栅极截止电压的电平；放电单元，响应于第二输 入信号将第一结点的信号放电到栅极截止电压的电平；保持单元，响应于第 一时钟信号将第一结点的信号保持在被放电到栅极截止电压的电平的栅极信 号的电平，其中，在栅极驱动电路中设置形成有非晶硅TFT的第一区和形成 有多晶硅TFT的第二区。
根据本发明的其它示例性实施例，提供了 一种包括显示面板和栅极驱动 电路的显示装置，显示面板分成显示图像的显示区和围绕显示区的外围区， 栅极驱动电路设置在外围区中并且包括移位寄存器，移位寄存器具有彼此级 联的多个级以向栅极线输出栅极信号，所述多个级中的每个级包括上拉单元，响应于第一结点的信号输出第一时钟信号作为栅极信号，其中，向所述 第一结点施加第一输入信号；下拉单元，如果输入第二输入信号，则下拉单
元将栅极信号放电到栅极截止电压的电平；放电单元，响应于第二输入信号 将第一结点的信号放电到栅极截止电压的电平；保持单元，响应于第一时钟 信号将第一结点的信号保持在被放电到栅极截止电压的电平的栅极信号的电 平，其中，放电单元和保持单元中的至少一个包括彼此并联连接的非晶硅TFT 和多晶^圭TFT。
根据本发明另外的示例性实施例，提供了 一种包括显示面板和栅极驱动 电路的显示装置，显示面板分成显示图像的显示区和围绕显示区的外围区， 栅极驱动电路设置在外围区中并且包括移位寄存器，移位寄存器具有彼此级 联的多个级以向栅极线输出栅极信号，所述多个级中的每个级包括上拉单 元，响应于第一结点的信号输出第一时钟信号作为栅极信号，其中，向所述 第一结点施加第一输入信号；下拉单元，如果输入第二输入信号，则下拉单 元将栅极信号放电到栅极截止电压的电平；放电单元，响应于第二输入信号 将第一结点的信号放电到栅极截止电压的电平；保持单元，响应于第一时钟 信号将第 一 结点的信号保持在被放电到栅极截止电压的电平的栅极信号的电 平，其中，在栅极驱动电路中设置形成有非晶硅TFT的第一区和形成有多晶 硅TFT的第二区。
根据本发明其它的示例性实施例，提供了一种制造显示装置的方法，该 方法包括以下步骤在显示面板上形成包括多个非晶TFT的栅极驱动电路； 将多个非晶TFT分到第一区和第二区中；通过利用激光使第一区退火，使形 成在第一区中的非晶TFT晶化成多晶TFT。


通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其他特 征和优点将变得更加清楚，在附图中
图1是示出了根据本发明示例性实施例的示例性显示装置的框图2是示出了图1中示出的示例性栅极驱动器的框图3是图2中示出的第j级的示例性实施例的电路图4是对图3中示出的第j级的操作例举的信号图5是在图1中示出的示例性显示装置中包括的示例性显示面板的布局图6是在图5中示出的示例性显示面板中包括的示例性多晶薄膜晶体管
(TFT)的布局图7是沿着图6中的I-I，线截取的示例性多晶TFT的剖^见图8是示出了根据本发明另一实施例的示例性显示装置的框图9是示出了图8中示出的示例性栅极驱动器的框图10是图9中示出的第j级的示例性实施例的电路图ll是在图8中示出的示例性显示装置中包括的示例性显示面板的布局图。
具体实施例方式
通过参照以下示例性实施例的详细描述和附图，可以更容易理解本发明 和实施本发明的方法的优点和特征。然而，本发明可以以多种不同的形式来 实施，不应该被理解为局限于在此提出的实施例。相反，提供这些实施例使 本公开将是彻底和完全的，并将向本领域的技术人员充分地传达本发明的构 思，本发明将仅仅由权利要求书来限定。在整个说明书中，相同的标号表示 相同的元件。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。
应该理解的是，当元件或层被称作"在"另一元件或层"上"、"连接到" 或"结合到"另一元件或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上、直 接连接到或直接结合到另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。相 反，当元件被称作"直接在"另一元件或层"上"、"直接连接到"或"直接 结合到"另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。相同的标号始终表示 相同的元件。如在这里使用的，术语"和/或"包括一个或多个相关所列的项 目的任意组合和所有组合。
应该理解的是，尽管在这里可使用术语第一、第二、第三等来描述不同 的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部 分不应受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层 和/或部分与另一个元件、组件、区域、层和/或部分区分开来。因此，在不脱 离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可 被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。
在这里可使用空间相对术语，如"在...之下"、"在...下方"、"下面的"、"在...上方"、"上面的，，等，用来轻松地描述如图中所示的一个元件或特征 与其它元件或特征的关系。应该理解的是，空间相对术语意在包含除了在附 图中描述的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果在附图 中装置被翻转，则描述为"在"其它元件或特征"下方"或"之下"的元件 随后将被定位为"在"其它元件或特征"上方"。因此，示例性术语"在...下 方"可包括"在...上方"和"在...下方"两种方位。所述装置可被另外定位 (旋转90度或者在其它方位)，并相应地解释这里使用的空间相对描述符。
这里使用的术语仅为了描述具体实施例的目的，而不意图限制本发明。 如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数 形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语"包含"和/或"包括"时， 说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附 加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
在此参照作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示例性举例说明的 图示来描述本发明的实施例。这样，预计会出现例如由制造技术和/或公差引
起的示例的形状变化。因此，本发明的实施例不应该#:理解为限制于在此示
出的区域的具体形状，而应该包括例如由制造导致的形状偏差。例如，示出 为矩形的注入区域在其边缘通常具有倒圆或曲线的特征和/或注入浓度的梯 度，而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样地，通过注入形成的 埋区可导致在埋区和通过其发生注入的表面之间的区域中出现一定程度的注 入。因此，在图中示出的区域实际上是示意性的，它们的形状并不意图示出 装置的区域的实际形状，也不意图限制本发明的范围。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括」技术术语和科学术语) 具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。将进 一步理解，除非这里明确定义，否则术语例如在通用的字典中定义的术语应 该被解释为具有与相关领域的上下文中它们的意思一致的意思，而不是将以 理想的或者过于正式的意义来解释它们的意思。
现在，将在下面更详细地参照附图在下文中更充分地描述本发明的示例 性实施例。
将参照图1至图4来描述根据本发明示例性实施例的显示装置。图1是 示出了根据本发明示例性实施例的示例性显示装置的框图，图2是示出了图 1中示出的示例性栅极驱动器的框图，图3是图2中示出的第j级的示例性实施例的电路图，图4是对图3中示出的第j级的操作例举的信号图。
首先参照图1，根据本发明示例性实施例的显示装置包括显示面板300、 信号提供单元100、栅极驱动器400和数据驱动器200。信号提供单元100包 括时序控制器IIO和时钟发生器120。
再次参照图1，显示面板300可以分成在其中显示图像的显示区DA和 在其中不显示图像的外围区PA。
显示区DA是在其上显示图像的区域，显示区DA包括第一基底(未示 出)、第二基底(未示出)及置于第一基底和第二基底之间的液晶层(未示出)， 第一基底具有第一栅极线G,至第n栅极线Gn (其中，n为大于2的整数)、 第一数据线D,至第m数据线Dm(其中，m为大于2的整数)、开关元件(未 示出)和像素电极(未示出)，第二基底具有滤色器(未示出)和共电极(未 示出)。第一栅极线Gi至第n栅极线Gn基本上沿横向方向(第一方向)延伸 并且彼此平行，第一数据线D!至第m数据线Dm基本上沿纵向方向(与第一 方向基本垂直的第二方向)延伸并且彼此平行。
外围区PA位于显示面板300的围绕显示区DA并且不显示图像的外部。
包括时序控制器110和时钟发生器120的信号提供单元IOO从外部图形 控制器(未示出)接收输入图像信号R、 G、 B和用于控制输入图像信号的显 示的输入控制信号，并向数据驱动器200输出第一图Y象信号DAT和数据控制 信号CONT。更详细地讲，时序控制器IIO接收包括例如垂直同步信号Vsync、 水平同步信号Hsyne、主时钟Mw、数据使能信号DE等的输入控制信号，并 向数据驱动器200输出数据控制信号CONT。这里，用来控制数据驱动器200 的操作的数据控制信号CONT包括例如用来使数据驱动器200开始操作的水 平同步开始信号、指示输出两个数据电压的加载信号等。
因此，数据驱动器200接收第一图像信号DAT和数据控制信号CONT， 并将与第一图像信号DAT对应的图像数据电压施加到数据线D广Dm。数据驱 动器200产生预定单位的包括图像数据信号的数据电压。数据驱动器200可 以是以载带封装(TCP)的形式电连接到显示面板300的集成电路(IC)，但 是不限于此。数据驱动器200可以形成在显示面板300的外围区PA上。
信号提供单元IOO从外部图形控制器(未示出)接收垂直同步信号Vsync、 主时钟Mdk等，从电压发生器(未示出)接收栅极导通电压Von和栅极截止 电压Voff,并向栅极驱动器400提供第一扫描开始信号STVP、第一时钟信号CKV、第二时钟信号CKVB和栅极截止电压Voff。更详细地讲，时序控制器 110向时钟发生器120提供第二扫描开始信号STV、第一时钟发生控制信号 OE和第二时钟发生控制信号CPV。时钟发生器120接收第二扫描开始信号 STV然后向4册;〖及驱动器400输出第一扫描开始信号STVP，并且接收第一时 钟发生控制信号OE和第二时钟发生控制信号CPV然后向栅极驱动器400输 出栅极第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB。这里，第一时钟信号CKV 是第二时钟信号CKVB的反相信号。
由第一扫描开始信号STVP启用的栅极驱动器400利用第一时钟信号 CKV、第二时钟信号CKVB和栅极截止电压Voff产生多个栅极信号，并将各 个栅极信号顺序地施加给第一栅极线G！至第n 4册极线Gn。
将参照图2详细地描述栅极驱动器400。棚-极驱动器400包括具有多个 级的移位寄存器。具体地讲，栅极驱动器400包括彼此级联(cascade)的多 个级ST广ST^。除最后一级STn+1之外的级ST广STn分别连接到栅极线G-Gn, 并分别输出栅极信号Gout(l)-Gout(n)。向各个级ST广STnw输入栅极截止电压 Voff、第一时钟信号CKV、第二时钟信号CKVB和初始化信号INT。这里，
如最后一级STn+1的进位信号Cout(n+l)。
级ST,-STn+1中的每个级包括第一时钟端CK1、第二时钟端CK2、设置 端S、重置端R、电源电压端GV、帧重置端FR、栅极输出端OUTl和进位 输出端OUT2。
例如，连接到第j (j#l)栅极线Gj的第j级STj的设置端S接收前一级 STy的进位信号Cout(j-l)，重置端R接收下一级STj+1的栅极信号Gout(j+l), 第一时钟端CK1和第二时钟端CK2分别接收第一时钟信号CKV和第二时钟 信号CKVB,电源电压端GV接收栅极截止电压Voff，帧重置端FR接收初始 化信号INT或最后一级STn+1的进位信号Cout(n+l)。通过栅极输出端OUT1 输出栅极信号Gout(j),通过进位输出端OUT2输出进位信号Cout(j)。
向第一级SI\的设置端S输入第一扫描开始信号STVP,而不是前一级 的进位信号；向最后一级ST。w的重置端R输入第一扫描开始信号STVP，而 不是下一级的栅极信号。
在级ST广STn的栅极输出端OUT1中，向栅极输出端OUT1输出提供给 第一时钟端CK1的第一时钟信号CKV的高电平作为栅极驱动信号。也就是说，在奇数级ST,、 ST3、...中，第一栅极时钟信号CKV的高电平提供给第 一时钟端CK1，并通过栅极输出端0UT1输出。在偶数级ST2、 ST4、...的栅 极输出端0UT1输出第二栅极时钟信号CKVB的高电平。因此，在各个级中 顺序地输出栅极信号Gout(l)-Gout(n+l)。
将参照图3和图4更详细地描述图2中示出的第j级STj。 首先参照图3，第j级STj包括緩沖单元410、充电单元420、上拉单元 430、进位信号发生器470、下拉单元440、放电单元450和保持单元460。 第j级STj包括晶体管，各个晶体管T1-T14可以是非晶硅薄膜晶体管(TFT) 或多晶硅TFT。
向第j级STj提供前一级的进位信号Cout(j-l)、第一4册极时钟信号CKV (以下称作第一时钟信号CKV)和第二栅极时钟信号CKVB (以下称作第二 时钟信号CKVB )。第一时钟信号CKV包括保持时间段H1和H3及转变(shift) 时间段H2和H4,其中，第一时钟信号CKV在保持时间段Hl和H3保持在 低电平，第一时钟信号CKV在转变时间段H2和H4从低电平转变成高电平 并且从高电平转变成低电平。这里，转变时间段H2或H4是指从上升沿变化 到下降沿的时间段。
首先，緩沖单元410包括晶体管T4，晶体管T4具有公共连接到设置端 S的栅电极和漏电极及连接到第一结点Nl的源电极。緩沖单元410将通过设 置端S输入的前一级的进位信号Cout(j-l)提供给充电单元420、进位信号发 生器470和上拉单元430。
充电单元420包括电容器Cl,电容器Cl具有连接到晶体管T4的源电 极、上拉单元430和放电单元450的第一端及连接到栅极输出端0UT1的第 二端。
上拉单元430包括晶体管Tl，晶体管Tl具有连接到第一时钟端CK1的 漏电极、连接到第一结点N1的栅电极和连接到栅极输出端0UT1的源电极。
进位信号发生器470包括晶体管T15和电容器C2，晶体管T5具有连接 到第一时钟端CK1的漏电41、连接到进位输出端OUT2的源电极和连接到緩 冲单元410的栅电极，电容器C2连接到晶体管T15的栅电极和源电极。当 第一结点Nl的电位变高时，进位信号发生器470向进位输出端OUT2输出 第 一时钟信号CKV的高电平。
下拉单元440包括多晶硅TFT TR，并将栅极信号Gout(j)降低到栅极截止电压Voff。第一下拉晶体管T2具有连接到晶体管Tl的源电极和电容器Cl 的第二端的漏电极、连接到电源电压端GV的源电极及连接到重置端R的栅 电极。第二下拉晶体管T14具有连接到电源电压端GV的源电极、连接到显 示面板300的第j栅极线Gj的漏电极和连接到重置端R的栅电极。
放电单元450包括晶体管T9a和T9b,晶体管T9a和T9b均具有连接到 重置端R的栅电极、连接到第一结点Nl的漏电极和连接到电源电压端GV 的源电极，并且响应于下 一级STj+1的栅极信号Gout(j+1 )使充电单元420放电。 放电单元450还包括晶体管T6,晶体管T6具有连接到帧重置端FR的栅电极、 连接到第一结点Nl的漏电极和连接到电源电压端GV的源电极，并且响应于 初始化信号INT使充电单元420放电。在一帧期间，不管第一时钟信号CKV 和第二时钟信号CKVB的电压电平如何，包括多个晶体管T3、 T5、 T7、 T8、 T10a、 T10b、 Tll、 T12和T13的保持单元460在栅极信号Gout(j)从低电平 转变成高电平时保持栅极信号Gout(j)处于高电平，并且在栅极信号Gout(j) 从高电平转变成低电平后保持栅极信号Gout(j)处于低电平。
现在，将参照图3和图4详细地描述上述各个单元的操作。 首先，将描述栅极信号Gout(j)从栅极截止电压Voff转变成栅极导通电压 Von的过程。
向充电单元420提供前一级的进位信号Cout(j-l)，并使充电单元420充 电。例如，在第一保持时间段H1中，向充电单元420提供前一级的进位信 号Cout(j-l),并使充电单元420充电，第一结点N1的电压緩慢增大。如果在 第一转变时间段H2中输入从低电平转变成高电平的第一时钟信号CKV,则 通过晶体管Tl和第一结点Nl的寄生电容器(未示出)使第一结点N1的电 压再次升高。
充电单元420的电压(即，第一结点N1的电压)被升高到第一充电电 平(例如，正电压)，如图4所示；上拉单元430的晶体管Tl导通；经栅极 输出端0UT1提供通过第一时钟端CK1输入的第一时钟信号CKV作为栅极 信号Gout(j)。也就是说，栅极信号Gout(j)转变成栅极导通电压Von的电平。 此外，进位信号发生器470的晶体管T15导通，从而通过进位输出端OUT2 输出第一时钟信号CKV作为进位信号Cout(j)。
接下来，将描述栅极信号Gout(j)从栅极导通电压Von转变成栅极截止电 压Voff的过程。当在第一转变时间段H2中第一时钟信号CKV从高电平转变成低电平 时，由于寄生电容器(未示出)而使第一结点Nl的电压降低。这里，随着 下一级的栅极信号Gout(j+l)变高，放电单元450的晶体管T9a和T9b导通， 从而向第一结点Nl提供栅极截止电压Voff。因此，第一结点Nl的电压降低 到栅极截止电压Voff的电平。也就是说，当下一级的栅极信号Gout(j+l)变高 时，上拉单元430的晶体管T1没有截止，并且输出保持在低电平的第一时钟 信号CKV作为栅极信号Gout(j)。此外，当下一级的栅极信号Gout(j+l)变高 时，下拉单元440的多晶硅TFT TR向栅极线提供栅极截止电压Voff。由于 下拉单元440使栅极信号Gout(j)降低到栅极截止电压Voff的电平，并且上拉 单元430提供保持在低电平的第一时钟信号CKV作为栅极信号Gout(j)，所 以栅极信号Gout(j)的电压电平迅速被下拉到栅极截止电压Voff的电平。因此， 栅极信号Gout(j)不与下一级的栅极信号Gout(j+l)重叠。
接下来，将描述在栅极信号Gout(j)被下拉到栅极截止电压Voff之后在一 帧期间保持栅极信号Gout(j)的电平处于栅极截止电压Voff的电平的过程。
当栅极信号Gout(j)向栅极截止电压Voff的电平下拉时，晶体管T8和T13 导通。晶体管T13使晶体管T7截止，从而防止保持在高电平的第一时钟信 号CKV被提供给晶体管T3，晶体管T8使晶体管T3截止。因此，栅极信号 Gout(j)保持在高电平。
在栅极信号Gout(j)从高电平转变成低电平之后，晶体管T8和T13截止。 当第一时钟信号CKV处于高电平时，晶体管T7和T12使晶体管T3导通， 从而使栅极信号Gout(j)保持在低电平。晶体管T10a和T10b导通，从而将晶 体管T1的栅电极保持在低电平。因此，处于高电平的第一时钟信号CKV没 有输出到栅极输出端OUTl。如果第二时钟信号CKVB转变成高电平，则晶 体管T5和Tll导通。导通的晶体管T5保持栅极信号Gout(j)处于低电平，导 通的晶体管Tll保持电容器Cl的第一端处于低电平。因此，栅极信号Gout(j) 在一帧期间保持在低电平。
在可选择的示例性实施例中，第j级STj可以不包括进位信号发生器470。 在这种情况下，第j级STj可以通过设置端S输入前一级STj-!的栅极信号 Gout(j-l)代替进位信号Cout(j-l)来操作。
在下文中，将参照图3和图5至图7来详细地描述显示面板。图5是在 图1中示出的示例性显示装置中包括的示例性显示面板的布局图，图6是在图5中示出的示例性显示面板中包括的示例性多晶TFT的布局图，图7是沿 着图6中的I-I，线截取的示例性多晶TFT的剖视图。
如上所述，显示面板300包括显示图像的显示区DA和不显示图像的外 围区PA。在显示区DA中，多个像素PXn-PXnm按矩阵形式布置，通过由非 晶TFT形成的开关元件来控制各个像素PX -PXnm。由非晶硅(a-Si)制成的 非晶TFT用作控制各个像素PXn-PXnm的TFT。因为非晶TFT表现出几乎不 泄漏电流，所以非晶TFT用来控制像素PXn-PX^是有利的。
围绕显示区DA的外围区PA是不显示图像并且安装有栅极驱动器400 的非显示区。如上所述，栅极驱动器400包括彼此级联的多个级ST广STn+!。
同时，外围区PA分成第一区(NA)和第二区(LA)。第一区NA是形 成包括非晶硅TFT的电路的区域，第二区LA是形成包括多晶硅TFT的电路 的区域。
此外，栅极驱动器400可以包括第一区NA和第二区LA。换言之，为了 实现高集成度和高度功能化的开关元件，可以使用多晶硅TFT。为了防止电 流泄漏和由于延长使用造成的劣化，可以使用非晶硅TFT。因此，在第一区 NA中布置非晶硅TFT，在第二区LA中布置多晶硅TFT。
为了在显示面板300上形成包括非晶硅TFT的第一区NA和包括多晶硅 TFT的第二区LA，可以利用激光来执行局部退火。换言之，使用非晶硅TFT 作为包括在第一区NA和第二区LA中的TFT，且仅仅将激光局部照射到第 二区LA上。以这种方式，第二区LA中的非晶硅TFT可以转换成多晶硅TFT, 而第一区NA中的非晶硅TFT仍为非晶硅TFT。这里，转换后的多晶硅TFT 的迁移率可以为大约2cm"Vs至大约10cm2/Vs。多晶硅TFT的迁移率可以是 非晶硅TFT的迁移率的大约4倍至大约10倍。
具体地讲，构成栅极驱动器400的放电单元450和保持单元460的TFT T9a、 T9b、 T10a和T10b中的一些可以形成在第一区NA上，而其余晶体管 可以形成在第二区LA上。更详细地讲，在构成;^文电单元450的晶体管中， TFT T9a和T9b彼此级联，并且这些晶体管中的一种形成在第一区NA上， 而另一种形成在第二区LA上，TFT T9a和T9b中的每个具有输入后一级的 栅极信号Gout(j+l)的栅电极、与第一结点Nl连接的漏电极和被施加栅极截 止电压Voff的源电极。换言之，非晶硅TFTT9b可以形成在第一区NA上， 多晶硅TFTT9a可以形成在第二区LA上。此外，在构成保持单元460的晶体管中，TFT T10a和T10b彼此级联， 并且这些晶体管中的一种形成在第一区NA上，而另一种形成在第二区LA 上，TFT T10a和T10b中的每个具有输入第一时钟信号的栅电极、与第一结 点Nl连接的漏电极和与栅极线GrGn连接的源电极。换言之，非晶硅TFT T10b可以形成在第一区NA上，多晶硅TFTT10a可以形成在第二区LA上。 如上所述，多晶硅TFT T9a和非晶硅TFT T9b彼此级联而构成放电单元 450,并且多晶硅TFT T10a和非晶硅TFT T10b 4皮此级联而构成保持单元 460，从而防止了由于电流泄漏造成的故障或劣化，并且与只使用非晶硅TFT 的情形相比改善了驱动能力。
如保持单元460或放电单元450 —样，可以将多晶硅TFT和非晶硅TFT 的级联结构应用于上拉单元430、下拉单元440等。
现在将参照图6和图7更详细地描述多晶TFT的结构。图6和图7中示 出的多晶TFTTR是在栅极驱动器400中采用的示例性TFT。
453和漏电极452 4皮此分隔开预定间隙，沟道形成在该预定间隙中。为了增 大沟道宽度(W)，源电极453和漏电极452呈凹凸形状。此外，源电极453 和漏电极452可以具有按顺序重复形成的多个凹凸单元451 ，以使沟道宽度 W最大化。换言之，源电极453和漏电极452均可以呈梳状(comb shape )， 源电极453的齿可以嵌(nest)在漏电极452的齿之间。
沟道指的是形成在源电极453和漏电极452之间的通道，用于使电荷根 据施加到栅电极454的栅极信号Gout(j)来移动。这里，沟道长度(L)是源 电极453和漏电极452之间的沿水平方向的长度。沟道宽度W是沟道的与 源电极453和漏电极452平行延伸的中心线的总宽度。
在多个凹凸单元451的每个中，沟道宽度(Wl/N)是沿着源电极453的 外部单元形成的沟道的宽度之和，即W1+W2 + W3。换言之，沟道宽度W 等于多个凹凸单元451的每个的沟道宽度Wl/N (即，Wl + W2 +W3 )与凹 凸单元451的个数(n)相乘之后所得结果的值(W = Wl/Nxn)。与多晶硅 TFT —样，在包括多个凹凸单元451的TFT中，确定晶体管性能的重要因 子是沟道宽度W与沟道长度L的比，即，W/L。
在下文中，将详细地描述多晶硅TFTTR的结构。
栅电极454形成在例如由透明玻璃制成的绝缘基底310上。栅电极454可以由诸如铝(Al)和Al合金的含Al金属、诸如银(Ag)和Ag合金的含 Ag金属、诸如铜(Cu)和Cu合金的含Cu金属、诸如钼(Mo)和Mo合 金的含Mo金属、铬(Cr)、钛(Ti)或钽(Ta)制成。此外，栅电极454 可以具有包括两层物理特性不同的导电膜(未示出)的多层结构。
优选地由氮化硅(SiNx)制成的栅极绝缘层455形成在栅电极454上。 优选地由多晶硅制成的半导体层456形成在栅极绝缘层455上。可选择 地，半导体层456可以由氢化非晶硅制成，然后通过照射激光转换成多晶硅。 优选地由硅化物或用n型杂质重掺杂的n+氬化非晶硅制成的欧姆接触层457 和458形成在半导体层456上。欧姆接触层457和458成对地位于半导体层 456的上方。
源电极453和漏电极452形成在欧姆接触层457、 458和栅极绝缘层455 上。源电极453和漏电极452中的每个的至少一部分与半导体层456叠置。
在下文中，将参照图8至图11来描述根据本发明另一示例性实施例的栅 极驱动器和显示装置。图8是示出了根据本发明另一实施例的示例性显示装 置的框图，图9是示出了图8中示出的示例性栅极驱动器的框图，图10是图 9中示出的第j级的示例性实施例的电路图，图11是在图8中示出的示例性 显示装置中包括的示例性显示面板的布局图。
为了便于描述，各幅图中的相同标号表示具有相似结构和功能的元件。
首先参照图8,根据本发明另一示例性实施例的显示装置包括数据信号 发生器220和分配部分或分配单元210。详细地讲，数据驱动单元200一l接 收第一图像信号DAT和数据控制信号CONT,并向各条数据线D!-Dm提供与 第一图像信号DAT对应的图像数据电压。数据驱动单元200—1包括数据信号 发生器或数据信号发生单元220与分配部分或分配单元210。这里，分配单 元210用作解复用器(demux),并包括被施加第二图傳 f言号DOrDOi的输入 端和连接到各条数据线D,-Dm的输出端。输出端可以逐一连接到各条数据线 D,-Dm,每一个输入端可以连接到数据线D「Dm中的每三条数据线。
如上所述，数据驱动单元200—1分成将被部分地安装到显示面板300中 的分配单元210和数据信号发生单元220。也就是说，分配单元210安装到 显示面板300中，以分配数据驱动单元200_1的功能，从而减少了在显示面 板300和外部印刷电路板(PCB,未示出)之间的连接布线的数量。
参照图9，栅极驱动单元400—1包括彼此级联的多个级ST广STn+!。除最后一级STn+!之外的级ST,-STn按——对应的关系分别连接到栅极线(在图1
中示出的G广Gn)，并分别输出栅极信号Gout(l)-Gout(n)。
级STrSTn+1中的每个具有第一时钟端CK1、第二时钟端CK2、设置端S、重置端R、电源电压端GV和栅极输出端OUT。
在栅极驱动单元400—1的奇数级ST" ST3、...中，向第一时钟端CK1施加第一时钟信号CKV,向第二时钟端CK2施加第二时钟信号CKVB。这里，第一时钟信号CKV和第二时钟信号CKVB具有彼此相反的相位。同时，在栅极驱动单元400—1的偶数级ST2、 ST4、...中，向第一时钟端CK1施加第二时钟信号CKVB，向第二时钟端CK2施加第一时钟信号CKV。
向第j级STj的设置端S施加第一扫描开始信号STVP或前一级STj-,的栅极信号Gout(j-l)，向重置端R施加下一级STj+1的4册极信号Gout(j+l)或第一扫描开始信号STVP。
将参照图10详细地描述栅极驱动单元400—1的示例性级STj。级STj包括上拉单元430—1、下拉单元440—1、緩冲单元410—1、保持单元460—l和放电单元450—1。
上拉单元430—1包括晶体管T1—1,晶体管T1—1具有被输入第一时钟信号CKV的漏电极、输出栅极信号Gout(j)的源电极和与緩冲单元410—1的晶体管的源电极连接的栅电极。
下拉单元440—1包括晶体管T6_l，晶体管T6一l具有^皮施加栅极截止电压Voff的源电极、输出栅极信号Gout(j)的漏电极和被输入第二时钟信号CKVB的栅电极。下拉单元440—1还包括晶体管T5—1,晶体管T5—1具有被施加栅极截止电压Voff的源电极、输出栅极信号Gout(j)的漏电极和与晶体管T7—1的漏电极连接的栅电极。緩冲单元410一1包括晶体管T2一l，晶体管T2一l具有共同连接到设置端S的栅电极和漏电极以及与上拉单元430_1的晶体管T1—1的栅电极连接的源电极。
放电单元450J包括晶体管T3_l,晶体管T3—1具有与重置端R连接的栅电极、与上拉单元430—1的晶体管Tl_l的栅电极连接的漏电极和被施加栅极截止电压Voff的源电才及。
保持单元460—1包括晶体管T4一l，晶体管T4一l具有与上拉单元430—1的晶体管Tl_l的栅电极连接的漏电极、被施加栅极截止电压Voff的源电极和与保持单元460—1的晶体管T7_l的漏电极连接的栅电极，从而防止紋波。参照图10和图11,显示面板300分成显示图^f象的显示区DA和不显示
图像的外围区PA。在显示区DA中，多个像素PXu-PXnm按矩阵形式布置，
通过由非晶TFT形成的开关元件来控制各个像素PXirPXnm。由非晶硅制成的非晶TFT用作控制各个像素PX -PXnm的TFT。因为非晶TFT表现出几乎
不泄漏电流，所以非晶TFT用来控制像素PXn-PXnm是有利的。
围绕显示区DA的外围区PA是不显示图像并且安装有栅极驱动单元400—1的非显示区。如上所述，栅极驱动单元400—1包括彼此级联的多个级ST广STn。
同时，外围区PA分成第一区NA和第二区LAp LA2。第一区NA是形成包括非晶硅TFT的电路的区域，第二区LAi和LA2是形成包括多晶硅TFT的电路的区域。
包括在分配单元210中的TFT可以设置在第二区LA2上。也就是说，用
TFT形成。因此，构成分配单元210的所有TFT或一些TFT可以设置在第二区LA2上。
此外，栅极驱动单元400—1可以包括第一区NA和第二区LA!。换言之，为了实现高集成度和高度功能化的开关元件，可以使用多晶硅TFT。为了防止电流的泄漏和由于延长使用造成的劣化，可以使用非晶硅TFT。因此，在第一区NA上布置非晶硅TFT，在第二区LAi上布置多晶石圭TFT。
为了在显示面板300上形成包括非晶硅TFT的第一区NA和包括多晶硅TFT的第二区LA,，可以利用激光来执行局部退火。换言之，使用非晶硅TFT作为包括在第一区NA和第二区LA!中的TFT，且仅仅将激光局部照射到第二区LA!上。也就是il，第一区NA和第二区LAi和LA2中的所有TFT全部由非晶硅TFT形成，且仅仅将激光照射到第二区LA,和LA2上。这里，转换后的多晶硅TFT的迁移率可以为大约2cm2/Vs至大约10cm2/Vs。多晶硅TFT的迁移率可以是非晶硅TFT的迁移率的大约4倍至大约10倍。
构成栅极驱动单元400_1的上拉单元430—1的TFT Tl_l与构成栅极驱动单元400_1的下拉单元440—1的TFT T5一l和T6—1可以形成在第二区LA!上。详细地讲，构成4册极驱动单元400_1的各个晶体管Tl—1至T7J可以由非晶硅TFT或多晶TFT形成。例如，多晶硅TFT可以用作连接到输出端的TFT以提高驱动能力，非晶硅TFT可以用作连接到输出端的TFT以防止电流的泄漏。换言之，构成上拉单元430—1的TFT Tl—1与构成下拉单元440—1的TFT T5—1和T6—1可以由多晶硅TFT形成在第二区LA!中。其余晶体管T2—1、 T3—1、 T4—1和T7—1可以由非晶硅TFT形成在第一区NA中。如上所述，既具有改善的驱动能力又具有可靠性的栅极驱动电路可以通过使用非晶硅TFT和多晶硅TFT的组合的栅极驱动单元400—1来实现。可以利用上述的局部激光退火方法由多晶硅晶体管形成栅极驱动单元400—1的一些晶体管Tl一l、 T5一l和T6_l。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该明白，在不脱离由权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在此做出形式和细节上的各种改变。因此，期望的是，不是参照前述的指明本发明的范围，而是参照权利要求书，在所有方面以举例说明的方式而不是限制性的方式来考虑当前的实施例。
权利要求
1、一种显示装置，所述显示装置包括显示面板和栅极驱动电路，显示面板分成显示图像的显示区和围绕显示区的外围区，栅极驱动电路设置在外围区中并包括移位寄存器，移位寄存器具有彼此级联的多个级，以向栅极线输出栅极信号，所述多个级中的每个级包括上拉单元，响应于第一结点的信号输出第一时钟信号作为栅极信号，其中，向所述第一结点施加第一输入信号；下拉单元，如果输入第二输入信号，则下拉单元将栅极信号放电到栅极截止电压的电平；放电单元，响应于第二输入信号将第一结点的信号放电到栅极截止电压的电平；保持单元，响应于第一时钟信号将第一结点的信号保持在被放电到栅极截止电压的电平的栅极信号的电平，其中，放电单元和保持单元中的至少一个包括彼此并联连接的非晶硅薄膜晶体管和多晶硅薄膜晶体管。
2、 如权利要求1所述的显示装置，所述显示装置包括形成有非晶硅薄膜 晶体管的第一区和形成有多晶硅薄膜晶体管的第二区，其中，第一区和第二 区分开。
3、 如权利要求2所述的显示装置，其中，通过激光使第二区退火。
4、 如权利要求1所述的显示装置，其中，第一输入信号是扫描开始信号 或前一级的栅极信号，第二输入信号是扫描开始信号或下一级的栅极信号。
5、 如权利要求1所述的显示装置，其中，所述非晶硅薄膜晶体管和所述 多晶硅薄膜晶体管中的每个具有设置在源电极和漏电极下方的栅电极。
6、 如权利要求1所述的显示装置，其中，所述多晶硅薄膜晶体管的迁移 率是所述非晶硅薄膜晶体管的迁移率的4倍至10倍。
7、 如权利要求1所述的显示装置，其中，所述多晶硅薄膜晶体管的迁移 率为2 cm2/Vs至10cm2/Vs。
8、 如权利要求1所述的显示装置，其中，放电单元具有非晶硅薄膜晶体 管和多晶硅薄膜晶体管，放电单元的非晶硅薄膜晶体管和多晶硅薄膜晶体管中的每个具有被输入第二输入信号的栅电极、与第一结点连接的漏电极和被施加栅极截止电压的源电才及。
9、 如权利要求1所述的显示装置，其中，保持单元具有非晶硅薄膜晶体 管和多晶硅薄膜晶体管，保持单元的非晶硅薄膜晶体管和多晶硅薄膜晶体管中的每个具有被输入第一时钟信号的栅电极、与第一结点连接的漏电极和与 栅极线连接的源电极。
10、 如权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括安装在外围区上的分配单元，所述分配单元包括多个多晶薄膜晶体管，接收第一图像信号 并向各条数据线分配第二图像信号。
11、 一种显示装置，所述显示装置包括显示面板和栅极驱动电路，显示 面板分成显示图像的显示区和围绕显示区的外围区，栅极驱动电路设置在外 围区中并包括移位寄存器，移位寄存器具有彼此级联的多个级，以向栅极线输出栅极信号，所述多个级中的每个级包括上拉单元，响应于第一结点的信号输出第一时钟信号作为栅极信号，其 中，向所述第一结点施加第一输入信号；下拉单元，如果输入第二输入信号，则下拉单元将栅极信号放电到栅极 截止电压的电平；放电单元，响应于第二输入信号将第一结点的信号放电到栅极截止电压 的电平；保持单元，响应于第一时钟信号将第一结点的信号保持在被放电到栅极 截止电压的电平的栅极信号的电平，其中，栅极驱动电路包括形成有非晶硅薄膜晶体管的第 一 区和形成有多 晶硅薄膜晶体管的第二区。
12、 如权利要求11所述的显示装置，其中，上拉单元和下拉单元中的至 少一个形成在第二区上。
全文摘要
本发明公开了一种显示装置。具有栅极驱动电路的显示装置包括具有彼此级联的多个级的移位寄存器，多个级中的每个级包括上拉单元、下拉单元、放电单元和保持单元，其中，放电单元和保持单元中的至少一个包括彼此并联连接的非晶硅薄膜晶体管和多晶硅薄膜晶体管，所述栅极驱动电路具有改善的驱动能力并且即使在延长使用期后仍保持可靠性。
文档编号G02F1/1362GK101639598SQ20091016492
公开日2010年2月3日 申请日期2009年8月3日 优先权日2008年8月1日
发明者珍 全, 李旼哲, 金炯杰 申请人:三星电子株式会社